S'inicià en la Fórmula l'any 1998 conduint un Jordan com a pilot de proves i participant en el programa de desenvolupament de motors d'Honda. Entre altres, ha passat per Arrows, Prost, Jaguar i McLaren, treball que ha compaginat fent de comentarista de les retransmissions televisives dels Grans Premis de Fórmula 1 tant a Televisió de Catalunya com a Telecinco.
El 2005, una lesió del segon pilot oficial de l'equip li donà l'oportunitat de disputar el Gran Premi de Bahrein. L'anunci de l'abandonament de Juan Pablo Montoya per a competir a la NASCAR en plena temporada de 2006 li possibilità de tornar a ser pilot oficial a partir del Gran Premi de França i fins al final d'aquesta temporada.
Després de set temporades com a pilot de proves de l'escuderia McLaren, el gener de 2010 es confirma Pedro de la Rosa com a primer pilot de l'escuderia BMW Sauber per a la temporada 2010 de Fórmula 1. Va ser substituït abans d'acabar la temporada per Nick Heidfeld.
La temporada 2012 va competir a la Fórmula 1 amb l'escuderia HRT F1 Team. El 16 de gener de 2013 es fa oficial el seu fitxatge per l'Scuderia Ferrari com a pilot de proves.